KR20110100990A

KR20110100990A - 수술용 인스트루먼트

Info

Publication number: KR20110100990A
Application number: KR1020100020109A
Authority: KR
Inventors: 원종석; 최승욱
Original assignee: 주식회사 이턴
Priority date: 2010-03-05
Filing date: 2010-03-05
Publication date: 2011-09-15
Also published as: KR101241811B1

Abstract

수술용 인스트루먼트가 개시된다. 핸들과, 핸들에 탈착 가능하도록 결합되며, 일방향으로 연장된 샤프트(shaft)와, 샤프트의 일부에 형성되는 벤딩(bending)부와, 핸들에 장착되며, 소정의 구동력을 생성하는 구동부와, 핸들에 장착되며, 구동력을 전달받아 샤프트의 일단의 위치를 변경하여 샤프트를 연장되는 방향과 다른 방향으로 굴곡시키는 위치 변경부와, 굴곡된 샤프트에 상응하여 벤딩부가 굴곡되도록 하는 동력전달 수단을 포함하는 수술용 인스트루먼트는 샤프트를 편리하게 자유자재로 굴곡시킬 수 있고, 핸들에 샤프트를 탈부착시킬 수 있으며, 탈부착시 사용자가 편리하게 핸들에 샤프트를 결합시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

수술용 인스트루먼트{Surgical instrument}

본 발명은 의료 기기에 관한 것으로, 특히 수술용 인스트루먼트에 관한 것이다.

의학적으로 수술이란 피부나 점막, 기타 조직을 의료 기기를 사용하여 자르거나 째거나 조작을 가하여 병을 고치는 것을 말한다. 특히, 수술 부위의 피부를 절개하여 열고 그 내부에 있는 기관 등을 치료, 성형하거나 제거하는 개복 수술 등은 출혈, 부작용, 환자의 고통, 흉터 등의 문제를 야기한다.

이에 대해, 피부를 절개하는 대신 약간의 삽입공(孔)을 천공하고, 이를 통해 내시경, 복강경, 수술용 인스트루먼트(instrument), 미세수술용 현미경 등의 의료 기기를 삽입하여 체내에서 수술이 이루어지도록 하는 '복강경 수술' 내지는 '최소 침습 수술'이 각광받고 있다.

이러한, 복강경 수술에 사용되는 종래의 수술용 인스트루먼트(10)는 도 1에 도시된 것처럼, 핸들(12)로부터 연장된 샤프트(14)의 말단에 이펙터(16)가 결합되는 구조로 이루어진다. 수술 과정에서 이펙터(16)의 방향을 바꿀 필요가 있는 경우, 종래의 인스트루먼트는 사람이 수동으로 잠금장치(18)를 풀고 수동으로 조작자(26)를 움직여서 샤프트의 일부(20)가 관절처럼 구부러지도록 한 후 다시 잠금장치(18)를 잠그는 방식으로 조작되었다.

그러나, 이와 같은 종래의 수동 조작 방식은 수술 중에 잠금장치(18) 및 조작자(26)를 수동으로 조작해야 하므로, 양손을 사용해서 인스트루먼트(10)를 조작해야 하며, 양손에 각각 수술 도구를 잡고 있는 경우에는 수술용 인스트루먼트(10)를 조작할 수 없다는 한계가 있었다.

또한, 종래의 수술용 인스트루먼트(10)는 샤프트(14)가 핸들(12)에 고정 결합하기 때문에 샤프트(14)의 수명이 다하는 경우 핸들(12)도 폐기해야 하는 문제점이 있다.

전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.

본 발명은 샤프트를 편리하게 자유자재로 굴곡시킬 수 있는 수술용 인스트루먼트를 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명은 핸들에 샤프트를 탈부착시킬 수 있으며, 사용자가 편리하게 핸들에 샤프트를 결합시킬 수 있는 수술용 인스트루먼트를 제공하기 위한 것이다.

본 발명이 제시하는 이외의 기술적 과제들은 하기의 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 핸들과, 핸들에 탈착 가능하도록 결합되며, 일방향으로 연장된 샤프트(shaft)와, 샤프트의 일부에 형성되는 벤딩(bending)부와, 핸들에 장착되며, 소정의 구동력을 생성하는 구동부와, 핸들에 장착되며, 구동력을 전달받아 샤프트의 일단의 위치를 변경하여 샤프트를 연장되는 방향과 다른 방향으로 굴곡시키는 위치 변경부와, 굴곡된 샤프트에 상응하여 벤딩부가 굴곡되도록 하는 동력전달 수단을 포함하는 수술용 인스트루먼트가 제공된다.

여기서, 위치 변경부는 샤프트의 일단과 구형의 궤적에서 결합할 수 있으며, 위치 변경부는, 샤프트의 일단의 위치를 제1 방향으로 변경시키는 제1 위치 변경부와, 샤프트의 일단의 위치를 제2 방향으로 변경시키는 제2 위치 변경부를 포함할 수 있다.

여기서, 제1 위치 변경부 및 제2 위치 변경부 중 어느 하나 이상은 원호 형상이 될 수 있으며, 제1 위치 변경부 및 제2 위치 변경부는 서로 수직인 원호 형상이 될 수 있다.

또한, 위치 변경부는 샤프트의 일단과 샤프트의 연장된 방향이 법선인 평면에서 결합할 수도 있으며, 또한, 본 실시예는 핸들에 결합되며, 샤프트의 삽입이 용이한 테이퍼 형상인 샤프트 삽입부를 더 포함할 수 있다

여기서, 샤프트의 일부에 형성되는 벤딩부의 수는 복수가 될 수 있으며, 벤딩부는 스네이크(snake) 타입의 관절을 포함할 수 있다.

또한, 샤프트의 말단부는, 핸들에 대한 사용자 조작에 따라 수술에 필요한 동작을 하도록 작동되는 이펙터(effector)가 결합되고, 벤딩부는 이펙터에 인접하여 형성되며, 벤딩부의 굴곡에 따라 이펙터가 향하는 방향이 변환될 수 있다.

여기서, 이펙터는 서로 맞물린 한 쌍의 죠(jaw)를 포함하고, 핸들에는 이펙터에 연결되어 이펙터가 샤프트의 연장 방향을 중심으로 회전하도록 하는 회전 조작자와, 한 쌍의 죠에 연결되어 한 쌍의 죠가 개폐되도록 하는 그립 조작자가 결합될 수 있다.

또한, 구동부는, 모터부와, 모터부의 구동에 소요되는 전력을 공급하는 전원부와, 모터부의 구동을 제어하는 컨트롤러를 포함할 수 있으며, 컨트롤러는, 그 조작 방향에 상응하여 벤딩부가 구부러지도록 모터부의 구동을 제어하는 방향 조작자를 포함할 수 있고, 위치 변경부는 모터부와 웜기어에 의해 결합할 수 있다.

또한, 핸들에 결합하는 샤프트의 일단은 화살촉 형상의 돌출부가 형성될 수 있으며, 본 실시예는 핸들에 결합하며, 샤프트의 돌출부가 삽입되는 체결부를 더 포함할 수 있고, 이 경우 체결부의 내측에는 돌출부가 체결되는 걸림턱이 결합할 수 있다.

벤더부는, 동력전달 수단에 연결되어 동력전달 수단을 이동시키는 레버부를 포함할 수 있으며, 이 경우 본 실시예는 샤프트의 일단에 위치하며, 레버부에 연결되어 레버부의 위치를 조작하는 김블(gimbal)판을 더 포함할 수 있다.

또한, 본 실시예는 샤프트가 삽입되며, 레버부와 결합하여 레버부의 위치를 조작하는 가이드 레일을 더 포함할 수 있으며, 이 경우 가이드 레일은 레버부와 베어링 결합할 수 있다.

또한, 벤더부는, 가이드 레일의 기울기를 제어하기 위해, 가이드 레일을 밀거나 당기는 소정 길이의 바(bar)가 형성되는 가이드 레일 조작부를 더 포함할 수 있다.

또한, 벤더부는, 샤프트의 일단에 위치하며, 동력전달 수단에 연결되어 동력전달 수단을 이동시키는 김블(gimbal)판을 더 포함할 수 있으며, 벤더부는, 김블판의 기울기를 제어하기 위해, 김블판을 밀거나 당기는 소정 길이의 바(bar)가 형성되는 김블판 조작부를 더 포함할 수 있고, 김블판 조작부는 샤프트의 연장 방향으로 이동 가능하고, 연장 방향을 축으로 회전 가능하다.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.

본 발명에 따른 수술용 인스트루먼트는 샤프트를 편리하게 자유자재로 굴곡시킬 수 있고, 핸들에 샤프트를 탈부착시킬 수 있으며, 사용자가 편리하게 핸들에 샤프트를 결합시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래기술에 따른 수술용 인스트루먼트의 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트를 개념적으로 나타낸 측면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 벤딩부의 굴곡상태를 나타낸 평면도.
도 4는 도 3의 'A'부분에 대한 확대 단면도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 핸들의 사시도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 핸들의 측면도.
도 7a는 본 발명의 일 실시예에 따른 핸들의 상면도.
도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 핸들의 정면도.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 내부 후방 사시도.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트가 삽입되는 개념도.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트가 삽입되는 부분 개념도.
도 11a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 측면 개념도.
도 11b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 측면 개념도.
도 12a 및 도 12b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 측면 개념도.
도 13a 및 도 13b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 측면 개념도.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트를 개념적으로 나타낸 측면도이다. 도 2를 참조하면, 핸들(30), 그립 조작자(34), 샤프트(40), 벤딩부(42), 이펙터(44), 제1 모터(52), 제1 웜기어(53), 제2 모터(54), 제2 웜기어(55), 전원부(56), 방향 조작자(58), 제1 위치 변경부(62), 제2 위치 변경부(64), 지지부(66), 샤프트 삽입부(68)가 도시된다.

본 실시예는 벤딩(bending) 가능하며 일단에 이펙터(44)가 구비된 샤프트(40)를 가지는 수술용 인스트루먼트의 굴곡 조작을 편리하게 하기 위해서 핸들(30) 내의 소정의 구조를 이용하여 이펙터(44) 측 또는 샤프트(40)의 일부에 구비된 벤딩부(42)를 굴곡시키는 특징이 있다.

이하에서는 벤딩부(42)를 굴곡시키는 조작을 가하며, 핸들(30) 내에 구비된 부분을 벤더(bender)부라고 칭하고, 벤더부가 샤프트(40)의 일단을 굴곡시켜서 벤딩부(42)를 굴곡시키는 실시예를 중심으로 설명한다. 즉, 본 실시예는 샤프트(40)의 일단의 위치를 제1 위치 변경부(62) 및 제2 위치 변경부(64)를 이용하여 변경함으로서 이에 연동하여 굴곡되는 벤딩부(42)를 굴곡시키는 특징이 있다.

본 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트는 이른바 '동력을 활용한 수동식 인스트루먼트(Motorized Handheld Instrument)'에 관한 것으로, 샤프트(40)의 말단부 또는 기타 다른 부위에 벤딩부(42)를 형성하고, 모터 등의 동력을 이용하여 벤딩부(42)가 자유자재로 굴곡되도록 한 것이며, 이처럼 수동식으로 조작되는 인스트루먼트에서 모터 등의 힘을 이용하여 샤프트(40)를 벤딩시킴으로써 인스트루먼트 끝단을 용이하게 상, 하, 좌, 우로 움직일 수 있다.

본 실시예에 따른 인스트루먼트는 조작용 핸들(30)에 샤프트(40)가 연장되는 구조를 기본으로 하여, 샤프트(40)의 단부에는 자유자재로 구부러지는 벤딩부(42)가 형성되고, 핸들(30)에는 벤딩부(42)를 굴곡시키는 구동력을 생성하는 구동부(제1 모터(52), 제1 웜기어(53), 제2 모터(54), 제2 웜기어(55), 전원부(56)를 포함함)가 장착되며, 구동부와 벤딩부(42)는 동력전달 수단(70)으로 연결되어 구동부의 구동에 따라 벤딩부(42)가 원하는 방향으로 굴곡되게 된다. 샤프트(40)는 샤프트 삽입부(68)를 통과하여 핸들(30)에 삽입된다.

샤프트(40)의 말단에는 한 쌍의 죠(jaw)로 이루어진 집게 형태, 후크(hook) 형태, 약수저(spatula) 형태 등의 이펙터(44)가 결합될 수 있는데, 사용자가 핸들(30)을 잡고 조작함으로써 이펙터(44)가 절단, 그립(grip), 회전 등 수술에 필요한 각종 동작을 하게 된다. 본 명세서에서는 이펙터(44)가 한 쌍의 죠로 이루어진 집게 형태인 경우를 중심으로 설명한다. 핸들(30)에는, 이펙터(44) 또는 샤프트(40)의 회전을 위한 회전 조작자(미도시), 한 쌍의 죠가 개폐되어 그립 동작을 하도록 하는 그립 조작자(34) 등 이펙터(44)의 각 동작에 상응하는 조작자가 결합될 수 있다. 여기서, 회전 조작자는 직접 또는 간접적인 동력 전달에 의해 이펙터(44)를 이펙터(44)의 축 방향으로 또는 사프트(40)를 샤프트(40)의 축 방향으로 회전하도록 할 수 있다.

벤딩부(42)는 샤프트(40)의 일부에 형성되어, 샤프트(40)가 임의의 방향으로 굴곡되도록 하는 관절 역할을 하는 부분으로서, 도 2에 도시된 실시예에서는 샤프트(40)의 단부, 즉 이펙터(44)에 인접한 부분에 벤딩부(42)가 형성된 경우가 도시되어 있다. 벤딩부(42)의 위치는 이펙터(44)에 인접한 부분, 샤프트(40)의 중간 부분, 핸들(30)에 인접한 부분 등 다양하게 구현될 수 있으며, 그 수도 하나 또는 복수가 될 수 있다.

구동부는 구동력을 생성 및 전달하여 벤딩부(42)가 굴곡되도록 함으로써 샤프트(40) 중 벤딩부(42) 이후의 부분, 즉 이펙터(44)가 결합된 부분이 소정의 방향을 향하도록 움직이게 되며, 따라서 벤딩부(42)의 굴곡에 의해 이펙터(44)가 향하는 방향이 변환되게 된다.

위치 변경부(62, 64)는 핸들(30)에 장착되며, 구동부에서 생성된 구동력을 전달받아 핸들(30)의 내부에 삽입된 샤프트(40)의 일단의 위치를 변경하여 샤프트(40)를 그 연장되는 방향과 다른 방향으로 굴곡시킨다. 위치 변경부(62, 64)는 지지부(66)에 회동 가능하도록 결합되어 지지된다.

위치 변경부(62, 64)는 샤프트(40)의 일단과 구형(반구형 포함)의 궤적에서 결합할 수 있다. 위치 변경부(62, 64)가 샤프트(40)의 일단과 결합하는 방식은 직접 접촉에 의해 결합하는 경우뿐만 아니라, 샤프트(40)를 수용하는 소정의 관을 개재하여 이를 매개로 간접적으로 결합하는 경우를 포함할 수 있다.

위치 변경부(62, 64)는 샤프트(40)의 일단의 위치를 제1 방향으로 변경시키는 제1 위치 변경부(62) 및 샤프트(40)의 일단의 위치를 제1 방향과 다른 제2 방향으로 변경시키는 제2 위치 변경부(64)를 포함할 수 있다.

예를 들면, 도 2를 참조하면, 제1 위치 변경부(62) 및 제2 위치 변경부(64)는 원호 형상이 될 수 있으며, 공간상에서 서로 수직하게 배열된다. 제1 위치 변경부(62)는 도 2의 법선 방향을 축으로 회전하고, 제2 위치 변경부(64)는 도 2의 상방향을 축으로 회전함으로써, 제1 위치 변경부(62)와 제2 위치 변경부(64)가 서로 만나는 점은 그 회전각에 의해 구형의 궤적에 존재할 수 있다. 이 경우 샤프트(40)의 일단이 제1 위치 변경부(62)와 제2 위치 변경부(64)가 서로 만나는 점을 관통하는 경우 샤프트(40)의 일단은 굴곡된다.

여기서, 샤프트(40)의 일단은 상술한 바와 같은 벤딩부(42)의 구조와 같거나 또는 다른 구조로 구현되어 굴곡가능하다. 예를 들면, 샤프트(40)의 일단 및 벤딩부(42)는 서로 와이어로 연결되어 샤프트(40)의 일단이 굴곡되는 경우 벤딩부(42)가 굴곡되도록 할 수 있다. 샤프트(40)의 일단과 벤딩부(42)의 각 지점은 와이어 등의 동력전달 수단(70)으로 연결될 수 있는데, 예를 들어, 샤프트(40)의 일단은 소정의 와이어에 의해 벤딩부(42)의 2 지점에 연결될 수 있다. 이러한 구조 및 기타 다양한 구조를 통해서 샤프트(40)의 일단이 굴곡되는 경우 이에 상응하여 벤딩부(42)가 굴곡되는 기술은 스네이크(snake) 타입의 관절을 포함하는 수술용 인스트루먼트에는 일반적으로 사용되는 기술이므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.

제1 위치 변경부(62) 및 제2 위치 변경부(64)는 모터(52, 54)와 웜기어에 의해 결합할 수 있다. 즉, 제1 위치 변경부(62)는 제1 모터(52)와 제1 웜기어(53)에 의해 결합하며, 제2 위치 변경부(64)는 제2 모터(54)와 제2 웜기어(55)에 의해 결합한다. 예를 들면, 웜기어(53, 55)는 웜 및 이와 치합된 웜휠을 포함하며, 모터(52, 54)는 웜과 결합하여 이를 회전시키고, 이에 따라 웜에 치합된 웜휠이 회전하여 위치 변경부(62, 64)를 회전시킨다.

또한, 다른 실시예에 따르면, 제1 위치 변경부(62) 및 제2 위치 변경부(64)는 샤프트(40)의 일단과 샤프트(40)의 연장된 방향이 법선인 평면에서 결합할 수도 있다. 즉, 제1 위치 변경부(62) 및 제2 위치 변경부(64)는 샤프트(40)의 연장 방향이 법선인 특정 평면 상에 서로 만나는 점이 존재하고, 제1 위치 변경부(62)는 제1 방향, 예를 들면, 해당 평면의 X축 방향으로 이동하고, 제2 위치 변경부(64)는 제2 방향, 예를 들면, 해당 평면의 Y축 방향으로 이동할 수 있다. 이 경우 제1 위치 변경부(62) 및 제2 위치 변경부(64)가 서로 만나는 점은 해당 평면의 임의의 점이 될 수 있으며, 이를 관통하는 샤프트(40)의 일단의 위치는 임의로 설정될 수 있다.

본 실시예에 따른 구동부는 모터(52, 54)와, 전원부(56), 그리고 모터(52, 54)의 구동을 제어하는 컨트롤러로 이루어질 수 있다. 본 실시예에서 모터(52, 54)는 벤딩부(42)의 굴곡 조작에만 사용되므로 그에 소요되는 동력을 생성할 수 있을 정도의 용량을 가지는 모터가 사용될 수 있으며, 이 경우 핸들(30) 내에 수용될 수 있을 정도의 크기의 모터가 사용될 수 있다.

다만, 본 실시예에 따른 모터(52, 54)가 반드시 핸들(30) 내에 수용되어야 하는 것은 아니며, 핸들(30) 외부에 모터(52, 54)를 설치하고, 'cable conduit' 등의 구동력 전달 수단으로 모터(52, 54)를 핸들(30)에 연결함으로써, 외부로부터 구동력을 공급받을 수도 있다.

전원부(56)는 모터(52, 54)의 구동에 소요되는 전력을 공급하는 구성요소로서, 외부로부터 전원을 공급받을 수 있으며, 본 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 이동성(portability)을 향상시키기 위해 핸들(30) 내에 수용되는 건전지나 충전지 등의 배터리가 사용될 수 있다. 전술한 바와 같이 벤딩부(42)의 굴곡에 필요한 정도의 동력을 발생시키기 위해 소형 모터가 사용될 수 있으며, 이에 따라 전원부(56) 또한 보다 작은 용량으로 설계될 수 있어, 저렴한 비용으로 구동부를 구성할 수 있다.

컨트롤러는 모터(52, 54)의 구동을 제어하는 부분으로서, 본 실시예에서는 벤딩부(42)의 굴곡 방향에 상응하도록, 핸들(30)의 특정 부분, 예를 들면, 핸들(30)의 선단부 또는 후단부에 소형 조이스틱이나 방향키와 같은 방향 조작자(58)를 컨트롤러로서 설치하여 보다 직관적으로 벤딩부(42)가 굴곡되는 방향을 제어하도록 할 수 있다. 예를 들어, 벤딩부(42)가 상, 하, 좌, 우 방향으로 구부러지도록 구성될 경우, 상, 하, 좌, 우 방향으로 조작되는 조이스틱 등을 설치하여 방향 조작자(58)의 조작 방향과 벤딩부(42)의 굴곡 방향이 일치되도록 함으로써, 사용자가 직관적으로 방향 조작자(58)를 조작하여 벤딩부(42)를 굴곡시킬 수 있다.

이상으로 본 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 전체적인 구조를 설명하였다. 다만, 본 실시예에 따른 구동부에 반드시 모터가 사용되어야 하는 것은 아니며, 벤딩부(42)를 굴곡시킬 수 있는 기타 다양한 구동력 생성 수단, 예를 들면, 공압 또는 유압 등을 이용한 기기가 사용될 수 있다. 또한, 구동부로부터 생성, 전달되는 구동력이 반드시 벤딩부(42)를 굴곡시키는 데에만 사용되어야 하는 것은 아니며, 이펙터(44)의 작동 등 다양한 조작을 위한 구동력으로서 활용될 수도 있다.

나아가, 본 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트가 반드시 사용자가 손으로 잡고 사용하는 수동식에 한정되는 것은 아니며, 핸들(30) 부분을 수술용 로봇 암에 장착하고 로봇 암으로부터 구동력을 전달받아 작동되는 방식으로 구현될 수도 있다. 이하에서는 본 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 각 부분의 작동에 관하여 보다 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 벤딩부의 굴곡상태를 나타낸 평면도이다. 도 3을 참조하면, 핸들(30), 샤프트(40), 벤딩부(42), 이펙터(44), 방향 조작자(58), 동력전달 수단(70)이 도시된다.

이펙터(44)에 각종 동작을 구현하기 위해 각 조작자와 이펙터(44)는 다양한 방식으로 연결될 수 있는데, 예를 들어, 핸들(30)에 회전 가능하도록 결합되는 회전 조작자는 샤프트(40)와 연결되어, 회전 조작자의 회전에 따라 샤프트(40) 및/또는 그 말단에 연결된 이펙터(44)가 회전하도록 할 수 있으며, 레버의 형태로 핸들(30)에 결합되는 그립 조작자(34)는 한 쌍의 죠와 와이어, 스틸벨트(steel belt) 등의 수단으로 연결되어, 그립 조작자(34)를 잡아당김에 따라 와이어를 통해 장력이 전달되어 이펙터(44)가 그립 동작을 하도록 할 수 있다. 이 외에도 이펙터(44)의 동작 방식 및 각 조작자의 작동 방식에 따라 다양한 연결 방식이 적용될 수 있다.

방향 조작자(58)를 상, 하, 좌, 우의 방향으로 조작하여 모터를 구동시켜 벤딩부(42)를 굴곡시키기 위해, 본 실시예에 따른 모터에는 도 2에 도시된 것처럼 한 쌍의 모터(52, 54)를 사용할 수 있다.

즉, 방향 조작자(58)를 상하 방향으로 조작함에 따라 제1 모터(52)가 구동되도록 하고, 방향 조작자(58)를 좌우 방향으로 조작함에 따라 제2 모터(54)가 구동되도록 하며, 제1 모터(52)의 구동에 따라 제1 위치 변경부(62)가 회전하고, 제2 모터(54)의 구동에 따라 제2 위치 변경부(64)가 회전함으로써, 벤딩부(42)가 상하 방향 및 좌우 방향으로 구부러지도록 함으로써, 방향 조작자(58)의 조작 방향, 위치 변경부(62, 64)의 회전 방향 및 벤딩부(42)의 굴곡 방향을 매칭시킬 수 있다.

다만, 본 실시예에 따른 방향 조작자(58)의 조작 방향 및 벤딩부(42)의 굴곡 방향을 반드시 상하 방향과 좌우 방향으로 설정해야 하는 것은 아니며, 방향 조작자(58)가 2 방향, 즉 제1 조작 방향 및 제2 조작 방향으로 조작되도록 하고, 그에 상응하여 위치 변경부(62, 64)가 회전하고, 벤딩부(42)가 제1 방향 및 제2 방향 굴곡되도록 매칭시킬 수도 있음은 물론이다.

도 4는 도 3의 'A'부분에 대한 확대 단면도이다. 도 4를 참조하면, 샤프트(40), 벤딩부(42), 제1 와이어(72, 72'), 제2 와이어(74)가 도시된다.

벤딩부(42)는 인스트루먼트 전체의 방향 또는 위치를 변화시키지 못하는 상황에서도 샤프트(40)의 일부를 굴곡시키고, 이에 따라 이펙터(44)가 향하는 방향을 변환시킴으로써 수술이 가능하도록 할 수 있다. 즉, 본 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트를 조작하여 이펙터(44)가 수술에 필요한 각종 동작(절단, 그립, 회전 등)을 하도록 할 수 있을 뿐만 아니라, 이펙터(44)가 향하는 방향을 변환시킴으로써 인스트루먼트 전체의 방향을 변환시키지 않고도 원하는 수술 부위에 각종 수술 조작을 수행할 수 있다.

이처럼 샤프트(40)의 일부를 굴곡시키기 위해, 본 실시예에 따른 벤딩부(42)는 힌지, 피봇, 벨로우즈 등 다양한 기구(機構)를 조합하여 구현할 수 있으며, 도 4에 도시된 것처럼 복수의 연체 관절(flexible joint)을 연설(連設)한 이른바 '스네이크(snake) 타입'의 형태로 구현할 수 있다.

스네이크 타입으로 구성된 벤딩부(42)는, 그 내벽에 후술하는 것처럼 와이어를 고정시키고, 와이어를 통해 장력을 전달함으로써 원하는 방향으로 구부러지도록 할 수 있다. 예를 들어, 상, 하, 좌, 우의 방향에 각각 상응하는 4개의 와이어를 벤딩부(42)의 내벽에 고정시킨 상태에서 좌측의 와이어를 잡아당기고 우측의 와이어를 느슨하게 할 경우, 벤딩부(42)는 와이어의 장력으로 인하여 좌측으로 구부러지게 되는 것이다. 상술한 바와 같이 각 와이어는 핸들(30) 내부에 삽입된 샤프트(40) 일단의 내벽에 연결되어 샤프트(40) 일단이 굴곡되는 경우 해당 움직임에 상응하여 벤딩부(42)가 굴곡될 수 있다. 샤프트(40) 일단이 굴곡되는 방향과 벤딩부(42)가 굴곡되는 방향은 서로 같은 방향 또는 다른 방향이 될 수 있다.

도 5 내지 도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 핸들의 내부 설계 도면이다. 도 5 내지 도 7을 참조하면, 핸들(30), 그립 조작자(34), 제1 모터(52), 제1 웜기어(53), 제2 모터(54), 제2 웜기어(55), 방향 조작자(58), 제1 위치 변경부(62), 제2 위치 변경부(64), 지지부(66), 샤프트 삽입부(68)가 도시된다.

제1 위치 변경부(62)와 제2 위치 변경부(64)는 공간상에 서로 수직하도록 위치한 원호 형상으로 구현되며, 각각 모터(52, 54)에 의해 구동된다. 제1 위치 변경부(62)와 제2 위치 변경부(64)는 그 연장되는 방향으로 내부에 홀이 형성되어 서로 만나는 점에 샤프트(40)의 일단이 삽입될 수 있도록 한다.

모터(52, 54)와 위치 변경부(62, 64)는 웜기어(53, 55)에 의해 결합하여, 모터(52, 54)가 웜기어(53, 55)를 구동하는 경우 이에 상응하여 위치 변경부(62, 64)가 회전함으로써 내부에 삽입된 샤프트(40)의 일단이 굴곡된다. 방향 조작자(58)는 사용자가 손으로 그립을 쥐는 경우 엄지손가락 등으로 편리하게 조작할 수 있도록 핸들(30)의 후단부에 위치한다.

이러한 핸들(30)은 샤프트(40)가 탈부착가능하도록 결합하여 샤프트(40) 및/또는 이펙터(44) 등의 수명과 관계없이 재사용이 가능하고, 사용자가 조작하기 편리하게 형성되며, 간단한 조작으로도 샤프트(40)를 굴곡시킬 수 있는 특징이 있다.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트를 개념적으로 나타낸 측면도이다. 도 8을 참조하면, 핸들(30), 그립 조작자(34), 샤프트(40), 벤딩부(42), 이펙터(44), 제1 모터(52), 제2 모터(54), 제2 웜기어(55), 전원부(56), 방향 조작자(58), 제1 위치 변경부(62), 제2 위치 변경부(64), 지지부(66), 샤프트 삽입부(68)가 도시된다. 상술한 바와의 차이점을 위주로 설명한다.

본 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 핸들(30)은 샤프트 삽입부(68)가 깔때기 형상으로 형성되어 샤프트(40)가 용이하게 삽입될 수 있도록 한다. 즉, 샤프트 삽입부(68)는 샤프트(40)가 삽입되는 방향의 면이 넓고, 위치 변경부(62, 64)를 향하는 방향으로 갈수록 그 면적이 작아지므로, 샤프트(40)의 일단을 위치 변경부(62, 64)가 서로 만나는 점에 유도할 수 있다.

샤프트 삽입부(68)는 샤프트(40)가 외부에서 삽입되어 핸들(30)에 결합하는 방향이 개방된 테이퍼 형상으로 형성될 수 있다. 샤프트 삽입부(68)의 종단면은 원형, 사각형 등의 다각형이 될 수 있으며, 위치 변경부(62, 64)를 향하는 방향으로 갈수록 그 면적이 줄어들어 샤프트(40)가 위치 변경부(62, 64)가 만나는 점에 삽입될 수 있도록 한다. 또한, 도시된 바와 달리, 샤프트 삽입부(68)는 샤프트(40)가 삽입되는 방향의 면이 개방되지 않고, 핸들(30)에 연결될 수도 있다. 이러한 구조에 의해서도 샤프트 삽입부(68)는 샤프트(40)를 위치 변경부(62, 64)가 만나는 부위로 유도할 수 있다.

도 9 및 도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트가 삽입되는 개념도이다. 도 9 및 도 10을 참조하면, 샤프트(40), 벤딩부(42), 이펙터(44), 돌출부(46), 체결부(81), 걸림턱(82), 케이블(83)이 도시된다.

본 실시예는 샤프트(40)를 핸들(30)에 용이하게 탈착할 수 있도록 샤프트(40)의 일단이 소정의 구조를 통해 핸들(30)에 체결 가능한 구조를 가지는 특징이 있다. 즉, 본 실시예에 따르면, 샤프트(40)의 일단에 화살촉 형상의 돌출부(46)를 형성하고, 핸들(30) 내부에, 샤프트(40)가 체결 시 돌출부(46)가 걸리며, 샤프트(40)가 빠질 때 돌출부(46)가 걸리지 않는 걸림턱(82)을 형성하여, 견고한 결합이 가능하고, 샤프트(40)를 용이하게 뺄 수 있는 특징이 있다.

도 9를 참조하면, 핸들(30)에 삽입되는 샤프트(40)의 일단에는 화살촉 형상의 돌출부(46)가 형성된다. 여기서, 화살촉 형상은 원뿔, 타원뿔, 다각뿔 등의 뿔 형상으로서, 꼭짓점 방향은 면적이 작아서 작은 홀에도 용이하게 삽입 가능하나, 밑면은 면적이 커서 홀에 삽입 후 빼내기 용이하지 않은 형상이다. 돌출부(46)의 종단면은 원, 타원, 사각형, 마름모, 다각형 등 다양한 형상이 될 수 있다.

체결부(81)는 핸들(30) 내부에 구비되며, 샤프트 삽입부(68)의 일단에 대응하여 위치할 수 있다. 체결부(81)의 일면은 샤프트 삽입부(68)와 접촉하거나 또는 소정의 거리만큼 이격될 수 있다. 상술한 바와 같이 샤프트 삽입부(68)가 깔때기 형상으로 형성되는 경우 체결부(81)는 샤프트(40)가 샤프트 삽입부(68)를 관통하여 나오는 위치에 개방된 면이 마련되어 샤프트(40)가 용이하게 삽입되도록 할 수 있다.

도 10을 참조하면, 체결부(81)의 내측에는 샤프트(40)의 돌출부(46)가 걸릴 수 있는 걸림턱(82)이 형성된다. 걸림턱(82)은 화살촉 형상의 돌출부(46)가 걸릴 수 있는 형상 및 크기로 형성되며, 걸림턱(82) 간의 거리가 서로 멀어지거나 가까워짐으로써 돌출부(46)의 탈착이 용이하도록 한다.

도 9 및 도 10의 (A)를 참조하면, 체결부(81)는 벌어질 수 있도록 분할되며, 체결부(81)의 분할 부분이 화살표 방향으로 서로 벌어지면, 걸림턱(82) 간의 거리가 서로 멀어져서 돌출부(46)가 걸림턱(82)에서 해제될 수 있으며, 체결부(81)의 분할 부분이 서로 가까워지면, 걸림턱(82) 간의 거리가 서로 가까워져서 돌출부(46)가 걸림턱(82)에 걸리게 된다. 이러한 체결부(81) 및 걸림턱(82)의 구조에 의해 샤프트(40)의 탈착이 용이해 질 수 있다.

또한, 다른 실시예에 따르면, 도 10의 (B)에 도시된 바와 같이 걸림턱(82)은 체결부(81)의 측면을 관통하거나 측면 및 그 반대 방향으로 이동 가능하여 걸림턱(82) 간의 거리가 서로 멀어지거나 가까워질 수 있다. 이 경우 체결부(81) 자체의 형상은 변화되지 않은 상태에서 걸림턱(82)의 이동에 의해서만 샤프트(40)의 탈착이 용이해 질 수 있다.

여기서, 체결부(81) 분할 부분의 이동 동작 또는 걸림턱(82)의 이동 동작은 기계적 또는 전기적 조작에 의해 수행가능하다. 예를 들면, 도 10의 (A)에서, 체결부(81) 분할 부분은 탄성력에 의해 벌어지려는 특성을 가지며, 체결부(81)의 외주면을 감싸면서 기계적 조합에 의해 반지름이 조절 가능한 고리를 구비하고, 그 고리의 반지름 크기는 버튼과 같은 사용자 인터페이스에 의해 제어되는 경우, 사용자가 샤프트(40)를 빼낼 때 버튼을 누르면, 고리의 반지름이 커지고, 체결부(81) 분할 부분 및 걸림턱(82)이 서로 멀어지면서 샤프트(40)는 용이하게 뺄 수 있다. 사용자가 샤프트(40)를 삽입할 때에는 버튼 클릭을 해제하여 상술한 바와 반대의 조작이 가능하다. 이러한 기계적 동작은 버튼 클릭에 의해 발생되는 전기적 신호에 의해서도 수행 가능할 뿐만 아니라 걸림턱(82)을 이동시키는 이외의 다른 방식의 메커니즘이 본 발명에 적용될 수 있음은 물론이다.

케이블(83)은 그립 조작자(34)가 샤프트(40)의 이펙터(44)에 구동력을 전달하기 위한 수단, 예를 들면, 'cable conduit' 등의 구동력 전달 수단이 될 수 있다.

또한, 다른 실시예에 따르면, 체결부(81)는 샤프트 삽입부(68)와 동일한 구성요소이거나 또는 샤프트 삽입부(68)의 일부 부분으로 구현될 수도 있다. 이 경우 샤프트 삽입부(68)에 상술한 바와 같이 걸림턱(82)을 형성하여 샤프트(40)의 돌출부(46)가 체결될 수 있도록 한다.

도 11a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 측면 개념도이다. 도 11a를 참조하면, 샤프트(40), 제1 와이어(72, 72'), 제2 와이어(74, 74'), 레버부(91a, 91b, 92a, 92b), 풀리(pulley)(93a, 93b)가 도시된다. 상술한 바와의 차이점을 위주로 설명한다.

본 실시예는 상술한 실시예와 달리 동력전달 수단(70)을 직접 조작하기 위한 레버부(91a, 91b, 92a, 92b)를 구비하고 이를 전후로 이동시킴으로써 벤딩부(42)를 굴곡시킬 수 있는 특징이 있다.

레버부(91a, 91b, 92a, 92b)는 사용자가 직접 또는 별도의 조작 수단을 이용하여 힘을 가하도록 형성되며, 동력전달 수단(70)에 연결되어 동력전달 수단(70)을 이동시킬 수 있다. 레버부(91a, 91b, 92a, 92b)는 샤프트(40)에 돌출되어 형성되거나 또는 샤프트(40)에 형성된 홀의 내부에 요(凹)홈 형상으로 구비될 수 있으며, 후자의 경우 외부에 마련된 소정의 레버를 요홈에 삽입하여 구동할 수 있다.

레버부(91a, 91b, 92a, 92b)는 벤딩부(42)에 연결된 동력전달 수단(70)에 각각 결합하며 그 수만큼 구비될 수 있다. 레버부(91a, 91b, 92a, 92b)에 의해 샤프트(40)의 연장 방향으로 이동한 동력전달 수단(70)은 풀리(pulley)(93a, 93b)에 의해 한 쌍으로 조작될 수 있다.

예를 들면, 레버부(91a)에 의해 제1 와이어(72)가 우측으로 이동하는 경우, 제1 와이어(72)와 풀리(93b)에 의해 결합하는 제1 와이어(72')는 레버부(91b)와 함께 좌측으로 이동한다. 따라서 본 실시예에 따르면, 레버부(91a, 91b, 92a, 92b)의 조작에 의해 동력전달 수단(70)의 이동 운동이 가능하며 이에 상응하여 벤딩부(42)의 굴곡이 가능하다.

도 11b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 측면 개념도이다. 도 11b를 참조하면, 샤프트(40), 제1 와이어(72, 72'), 제2 와이어(74, 74'), 레버부(91a, 91b, 92a, 92b), 풀리(pulley)(93a, 93b), 김블판(gimbal)(94), 연결 수단(95)이 도시된다. 상술한 바와의 차이점을 위주로 설명한다.

본 실시예는 상술한 레버부(91a, 91b, 92a, 92b)를 조작하기 위해 김블판(gimbal)(94)을 더 구비하는 특징이 있다. 김블판(94)은 원, 타원, 다각형 등과 같은 판형상이 될 수 있으며, 샤프트(40)의 일단에 위치하고, 레버부(91a, 91b, 92a, 92b)에 연결되어 기울임에 따라 레버부(91a, 91b, 92a, 92b)의 위치를 조작한다. 김블판(94)과 레버부(91a, 91b, 92a, 92b)는 바(bar) 형상의 연결 수단(95)에 의해 연결됨으로써, 김블판(94)의 조작에 의해 레버부(91a, 91b, 92a, 92b)가 이동 가능하다.

예를 들면, 김블판(94)이, 상단이 좌측으로 가며, 하단이 우측으로 가도록 기울어지는 경우, 레버부(91a)는 좌측으로 이동하고, 레버부(91b)는 우측으로 이동함으로써 상술한 바와 같이 동력전달 수단(70)이 움직이며, 이에 따라 벤딩부(42)가 소정 방향으로 굴곡된다. 김블판(94)이 반대 방향으로 기울어지는 경우에는 벤딩부(42)가 반대 방향으로 굴곡됨은 물론이다. 이 경우 핸들(30)에는 김블판(94)의 기울기를 조작하기 위한 별도의 기구가 구비될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 동력전달 수단(70)이 직접 김블판(94)에 연결되어 조작될 수 있다. 이 경우 레버부(91a, 91b, 92a, 92b), 풀리(93a, 93b) 및 연결 수단(95)이 생략 가능하여 보다 간단한 구조로 동력전달 수단(70)을 직접 조작할 수 있는 특징이 있다.

도 12a 및 도 12b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 측면 개념도이다. 도 12a 및 도 12b를 참조하면, 샤프트(40), 제1 와이어(72, 72'), 제2 와이어(74, 74'), 레버부(91a, 91b, 92a, 92b), 풀리(pulley)(93a, 93b), 가이드 레일(96), 베어링(97)이 도시된다. 상술한 바와의 차이점을 위주로 설명한다.

본 실시예는 상술한 레버부(91a, 91b, 92a, 92b)를 조작하기 위해 가이드 레일(96)을 더 구비하는 특징이 있다. 가이드 레일(96)은 샤프트(40)가 삽입되며, 레버부(91a, 91b, 92a, 92b)와 결합하여 레버부(91a, 91b, 92a, 92b)의 위치를 조작할 수 있다.

예를 들면, 가이드 레일(96)은 원기둥, 타원기둥, 다각기둥 등과 같은 형태가 될 수 있으며, 샤프트(40)가 통과할 수 있도록 홀이 형성되며, 내부에서 레버부(91a, 91b, 92a, 92b)와 결합한다. 가이드 레일(96)과 레버부(91a, 91b, 92a, 92b)는 소정의 베어링(97)에 의해 결합하여, 가이드 레일(96)의 기울기에 관계없이 가이드 레일(96)과 레버부(91a, 91b, 92a, 92b)가 회동 가능하도록 결합할 수 있다.

도 12b를 참조하면, 가이드 레일(96)이 기울어지는 경우 이와 결합한 각각의 레버부(91a, 91b, 92a, 92b)도 이동하여 상술한 바와 같이 동력전달 수단(70)이 움직이며, 이에 따라 벤딩부(42)가 소정 방향으로 굴곡될 수 있다.

또한, 본 실시예는 가이드 레일(96)의 운동을 제어하기 위해 후술할 김블판 조작부(99)와 같은 가이드 레일 조작부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 즉, 후술할 바와 같이 가이드 레일 조작부는 가이드 레일(96)의 기울기를 제어하기 위해 소정 길이의 바(bar)가 형성될 수 있고, 바(bar)는 가이드 레일(96)을 밀거나 당겨서 가이드 레일(96)의 기울기를 제어할 수 있으며, 샤프트(40)의 연장 방향으로 이동 가능하고, 샤프트(40)의 연장 방향을 축으로 회전 가능하다.

도 13a 및 도 13b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 측면 개념도이다. 도 13a 및 도 13b를 참조하면, 샤프트(40), 제1 와이어(72, 72'), 제2 와이어(74, 74'), 김블판(94), 바(bar)(98), 김블판 조작부(99)가 도시된다. 상술한 바와의 차이점을 위주로 설명한다.

본 실시예는 동력전달 수단(70)이 직접 김블판(94)에 연결되어 조작되는 경우 김블판(94)의 운동을 제어하기 위한 김블판 조작부(99)를 더 구비하는 특징이 있다. 예를 들면, 김블판 조작부(99)는 김블판(94)의 기울기를 제어하기 위해 소정 길이의 바(bar)(98)가 형성될 수 있으며, 바(bar)(98)는 김블판(94)을 밀거나 당겨서 김블판(94)의 기울기를 제어할 수 있다.

여기서, 김블판 조작부(99)는 샤프트(40)의 연장 방향으로 이동 가능하고, 해당 연장 방향을 축으로 회전 가능하며, 김블판 조작부(99)의 회전 운동은 모터 등의 동력을 이용하여 수행될 수 있다. 김블판 조작부(99)의 회전 운동에 의해 김블판(94)을 미는 부분, 즉, 기울기 방향이 결정되며, 김블판 조작부(99)의 이동 운동에 의해 김블판(94)의 기울기 크기가 결정될 수 있다. 따라서 본 실시예에 따르면, 동력전달 수단(70)이 결합한 김블판(94)의 움직임을 직접 제어하는 김블판 조작부(99)를 마련함으로써, 본 발명을 구현하기 위한 다양한 실시예를 제시할 수 있다.

상술한 실시예들에서 벤딩부(42)의 수가 복수인 경우, 레버부(91a, 91b, 92a, 92b)의 수도 벤딩부(42)의 수 및 이와 연결된 동력전달 수단(70)의 수에 상응하여 결정될 수 있다. 또한, 벤딩부(42)의 수가 복수인 경우 김블판(94)의 수도 이에 상응하여 복수가 될 수 있으며, 이 경우 김블판(94)을 일렬로 정렬하여 각각 움직임으로써, 각 벤딩부(42)의 굴곡을 제어할 수 있다.

해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

30 : 핸들 34 : 그립 조작자
40 : 샤프트 42 : 벤딩부
44 : 이펙터 46 : 돌출부
52 : 제1 모터 53 : 제1 웜기어
54 : 제2 모터 55 : 제2 웜기어
56 : 전원부 58 : 방향 조작자
62 : 제1 위치 변경부 64 : 제2 위치 변경부
66 : 지지부 68 : 샤프트 삽입부
70 : 동력전달 수단 72, 72' : 제1 와이어
74, 74' : 제2 와이어 81 : 체결부
82 : 걸림턱 83 : 케이블
91a, 91b, 92a, 92b : 레버부 93a, 93b : 풀리(pulley)
94 : 김블판(gimbal) 95 : 연결 수단
96 : 가이드 레일 97 : 베어링
98 : 바(bar) 99 : 김블판 조작부

Claims

핸들과;
상기 핸들에 탈착 가능하도록 결합되며, 일방향으로 연장된 샤프트(shaft)와;
상기 샤프트의 일부에 형성되는 벤딩(bending)부와;
상기 샤프트의 일측에 결합하여 상기 샤프트의 벤딩부를 굴곡시키는 소정의 구동력을 생성하는 벤더(bender)부와;
상기 벤더부의 구동력을 전달받아 상기 벤딩부가 굴곡되도록 하는 동력전달 수단을 포함하는 수술용 인스트루먼트.
제1항에 있어서,
상기 벤더부는,
상기 벤딩부를 굴곡시키는 소정의 구동력을 생성하는 구동부와;
상기 구동력을 전달받아 상기 샤프트의 일단의 위치를 변경하여 상기 샤프트를 상기 연장되는 방향과 다른 방향으로 굴곡시키는 위치 변경부를 포함하는 수술용 인스트루먼트.
제2항에 있어서,
상기 위치 변경부는 상기 샤프트의 일단과 구형의 궤적에서 결합하는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
제2항에 있어서,
상기 위치 변경부는,
상기 샤프트의 일단의 위치를 제1 방향으로 변경시키는 제1 위치 변경부와;
상기 샤프트의 일단의 위치를 제2 방향으로 변경시키는 제2 위치 변경부를 포함하는 수술용 인스트루먼트.
제4항에 있어서,
상기 제1 위치 변경부 및 상기 제2 위치 변경부 중 어느 하나 이상은 원호 형상인 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
제5항에 있어서,
상기 제1 위치 변경부 및 상기 제2 위치 변경부는 서로 수직인 원호 형상인 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
제2항에 있어서,
상기 위치 변경부는 상기 샤프트의 일단과 상기 샤프트의 연장된 방향이 법선인 평면에서 결합하는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
제1항에 있어서,
상기 핸들에 결합되며, 상기 샤프트의 삽입이 용이한 테이퍼 형상인 샤프트 삽입부를 더 포함하는 수술용 인스트루먼트.
제1항에 있어서,
상기 샤프트의 일부에 형성되는 벤딩부의 수는 복수인 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
제1항에 있어서,
상기 벤딩부는 스네이크(snake) 타입의 관절을 포함하는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
제1항에 있어서,
상기 샤프트의 말단부는, 상기 핸들에 대한 사용자 조작에 따라 수술에 필요한 동작을 하도록 작동되는 이펙터(effector)가 결합되고,
상기 벤딩부는 상기 이펙터에 인접하여 형성되며, 상기 벤딩부의 굴곡에 따라 상기 이펙터가 향하는 방향이 변환되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
제11항에 있어서,
상기 이펙터는 서로 맞물린 한 쌍의 죠(jaw)를 포함하고,
상기 핸들에는 상기 이펙터에 연결되어 상기 이펙터가 구부러져 있을 때의 축 방향 및 상기 샤프트의 축 방향 중 어느 하나 이상으로 회전하도록 하는 회전 조작자와;
상기 한 쌍의 죠에 연결되어 상기 한 쌍의 죠가 개폐되도록 하는 그립 조작자가 결합되는 것을 특징으로 수술용 인스트루먼트.
제2항에 있어서, 상기 구동부는,
모터부와;
상기 모터부의 구동에 소요되는 전력을 공급하는 전원부와;
상기 모터부의 구동을 제어하는 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
제13항에 있어서,
상기 컨트롤러는, 그 조작 방향에 상응하여 상기 벤딩부가 구부러지도록 상기 모터부의 구동을 제어하는 방향 조작자를 포함하는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
제13항에 있어서,
상기 위치 변경부는 상기 모터부와 웜기어에 의해 결합하는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
제1항에 있어서,
상기 핸들에 결합하는 상기 샤프트의 일단은 화살촉 형상의 돌출부가 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
제16항에 있어서,
상기 핸들에 결합하며, 상기 샤프트의 돌출부가 삽입되는 체결부를 더 포함하는 수술용 인스트루먼트.
제17항에 있어서,
상기 체결부의 내측에 상기 돌출부가 체결되는 걸림턱이 결합하는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
제1항에 있어서,
상기 벤더부는,
상기 동력전달 수단에 연결되어 상기 동력전달 수단을 이동시키는 레버부를 포함하는 수술용 인스트루먼트.
제19항에 있어서,
상기 샤프트의 일단에 위치하며, 상기 레버부에 연결되어 상기 레버부의 위치를 조작하는 김블(gimbal)판을 더 포함하는 수술용 인스트루먼트.
제19항에 있어서,
상기 샤프트가 삽입되며, 상기 레버부와 결합하여 상기 레버부의 위치를 조작하는 가이드 레일을 더 포함하는 수술용 인스트루먼트.
제21항에 있어서,
상기 가이드 레일은 상기 레버부와 베어링 결합하는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
제21항에 있어서,
상기 벤더부는,
상기 가이드 레일의 기울기를 제어하기 위해, 상기 가이드 레일을 밀거나 당기는 소정 길이의 바(bar)가 형성되는 가이드 레일 조작부를 더 포함하는 수술용 인스트루먼트.
제1항에 있어서,
상기 벤더부는,
상기 샤프트의 일단에 위치하며, 상기 동력전달 수단에 연결되어 상기 동력전달 수단을 이동시키는 김블(gimbal)판을 더 포함하는 수술용 인스트루먼트.
제20항 또는 제24항에 있어서,
상기 벤더부는,
상기 김블판의 기울기를 제어하기 위해, 상기 김블판을 밀거나 당기는 소정 길이의 바(bar)가 형성되는 김블판 조작부를 더 포함하는 수술용 인스트루먼트.
제25항에 있어서,
상기 김블판 조작부는 상기 샤프트의 연장 방향으로 이동 가능하고, 상기 연장 방향을 축으로 회전 가능한 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.